現(xiàn)場(chǎng)總線CAN-bus在智能樓宇中的應(yīng)用

　　智能小區(qū)

　　通常所謂的智能小區(qū)技術(shù)即是在住宅小區(qū)內(nèi)采用4C技術(shù)（Computer計(jì)算機(jī)、AutomaticControl自動(dòng)控制、Communication通訊、ICCard智能卡），建立一個(gè)由服務(wù)管理中心、接入網(wǎng)和家庭智能化系統(tǒng)組成的信息集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對(duì)各種信息實(shí)現(xiàn)全面、實(shí)時(shí)、有效地接收、傳遞、采集和監(jiān)控。為住戶提供一個(gè)安全、舒適、便捷、節(jié)能、高效的生活環(huán)境。
　　小區(qū)智能化系統(tǒng)，通常包括智能家居系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)、全自動(dòng)遠(yuǎn)程集中抄表系統(tǒng)、物業(yè)收費(fèi)自動(dòng)查詢催收系統(tǒng)、樓宇自控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)等。安防系統(tǒng)和消防系統(tǒng)是至關(guān)重要的，應(yīng)符合相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范。
　　在整個(gè)小區(qū)系統(tǒng)越來(lái)越大、功能越來(lái)越多的情況下，各系統(tǒng)之間和系統(tǒng)內(nèi)部起連接作用的通訊（Communication）系統(tǒng)環(huán)節(jié)的作用和重要性日益增強(qiáng)，并在很大程度上影響到整個(gè)小區(qū)系統(tǒng)的性能。
　　通訊系統(tǒng)也根據(jù)功能分為：監(jiān)測(cè)控制通訊、音頻與視頻通訊、電信通訊、互聯(lián)網(wǎng)等。其中“監(jiān)測(cè)控制通訊”的通訊方式是本文討論的重點(diǎn)。

　　CAN-bus總線

　　以前絕大部分的智能樓宇系統(tǒng)的數(shù)字量、信號(hào)控制與采集的通訊都是采用RS-485總線，但是由于RS-485的總線效率低、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性差、通訊的可靠性低、后期維護(hù)成本高、網(wǎng)絡(luò)工程調(diào)試復(fù)雜、傳輸距離不理想、單總線可掛接的節(jié)點(diǎn)少、應(yīng)用不靈活等不足和缺陷逐漸體現(xiàn)出來(lái)，越來(lái)越不能適應(yīng)大中型智能樓宇的控制需要，并且?guī)?lái)更多的成本和維護(hù)費(fèi)用。雖然許多工程師、生產(chǎn)廠商等提出了改進(jìn)的方法和建議，但都不能從根本上解決RS-485這些先天性的問(wèn)題。所以，采用更好性能的通訊系統(tǒng)的措施勢(shì)在必行。
　　CAN（ControllerAreaNetwork）總線最早由德國(guó)BOSCH公司提出，主要用于汽車內(nèi)部測(cè)量與控制中心之間的數(shù)據(jù)通信。由于其良好的性能，在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域當(dāng)中，如工業(yè)自動(dòng)化、汽車電子、樓宇建筑、電梯網(wǎng)絡(luò)、電力通訊和安防消防等諸多領(lǐng)域，并取逐漸成為這些行業(yè)的主要通訊手段。
　　現(xiàn)場(chǎng)總線CAN-bus的特點(diǎn)：
　　1、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級(jí)現(xiàn)場(chǎng)總線，傳輸可靠，實(shí)時(shí)性高；
　　2、傳輸距離遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)10Km），傳輸速率快（最高1Mbps）；
　　3、單條總線最多可接110個(gè)節(jié)點(diǎn)，并可方便的擴(kuò)充節(jié)點(diǎn)數(shù)；
　　3、總線上各節(jié)點(diǎn)的地位平等，不分主從，突發(fā)數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳輸；
　　4、非破壞總線仲裁技術(shù)，可多節(jié)點(diǎn)同時(shí)向總線發(fā)數(shù)據(jù)，總線利用率高；
　　5、出錯(cuò)的CAN節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉并切斷和總線的聯(lián)系，不影響總線的通訊；
　　6、報(bào)文為短幀結(jié)構(gòu)并有硬件CRC校驗(yàn)，受干擾概率小，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低；
　　7、對(duì)未成功發(fā)送的報(bào)文，硬件有自動(dòng)發(fā)功能，傳輸可靠性很高；
　　8、具有硬件地址濾波功能，可簡(jiǎn)化軟件的協(xié)議編制；
　　9、通訊介質(zhì)可用普通的雙絞線、同軸電纜或光纖等；
　　10、CAN-bus總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比極高。

　　實(shí)現(xiàn)原理

　　在此，以小區(qū)的門(mén)禁系統(tǒng)（帶多防區(qū)）之間的通訊為例，來(lái)代表小區(qū)的各類檢測(cè)控制系統(tǒng)（如：電子巡更系統(tǒng)、智能停車場(chǎng)系統(tǒng)、小區(qū)電子告示牌廣告牌）的系統(tǒng)互聯(lián)的可操作模式。

系統(tǒng)設(shè)備
　　小區(qū)門(mén)禁系統(tǒng)以家庭為主要對(duì)象，每戶一個(gè)家庭主機(jī)，接收來(lái)自樓梯入口處（梯口門(mén)禁機(jī)）、小區(qū)門(mén)口（區(qū)口門(mén)禁機(jī)）處和小區(qū)管理中心（中心管理機(jī)）的各類視頻、音頻和控制信息，同時(shí)向小區(qū)管理中心發(fā)送當(dāng)前室內(nèi)狀況信號(hào)，并可實(shí)時(shí)報(bào)告突發(fā)事件。

圖2　基于CAN-bus總線的小區(qū)主線布線結(jié)構(gòu)圖

小區(qū)的主線布線如圖2所示。圖中有“管理中心”和“小區(qū)會(huì)所”，其他1～7棟則是小區(qū)住宅，納入CAN-bus總線系統(tǒng)的還有兩個(gè)“小區(qū)進(jìn)出口”車輛進(jìn)出的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，小區(qū)的其他管理設(shè)備也可直接連接CAN-bus總線，統(tǒng)一管理。主線從小區(qū)“管理中心”引出，該處作為直線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)端點(diǎn)，并按照從近到遠(yuǎn)的原則經(jīng)過(guò)每個(gè)樓前和進(jìn)出口的CAN-bus中繼器或CAN-bus集線器，最終將“小區(qū)會(huì)所”連接的集線器作為小區(qū)主線的另一個(gè)端點(diǎn)。